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1、课程设计报告题 目： 基于单片机的公交车 嘀声提醒及文字显示系统 学生姓名： 刘亚楠 学生学号： 1214040118 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息科学与技术 届 别： 12级 电技班 指导教师： 朱士永 课程设计题目：基于单片机的公交车嘀声提醒及文字显示系统学生：刘亚楠指导教师：朱士永 电气信息工程学院 电子信息科学与技术专业 摘 要 这个设计主要是为了方便提醒乘客到站，并且使乘客知晓本站及下站名称，以做好下车准备。本设计主要运用到了单片机AT89C51及LCD文字液晶显示，有到站按下键“嘀”声提醒和液晶显示本站及下站名称的功能。此设计可以防止出现乘客下错站的现象，避免给乘
2、客造成时间金钱上的损失，同时也是对乘客个人利益的保护。 关键词：单片机、蜂鸣器、LCD液晶显示、键盘目录摘 要I1、 课题设计的背景22、 课题设计方案制定42.1 课题设计的原理42.2 课题设计的技术方案73、 课题设计方案实施83.1 主控单元模块功能83.2 液晶显示单元模块93.2.1 LCD与LED的比较93.2.2 液晶模块LCD的功能介绍及电路设计93.2.3 按键模块的功能介绍124、课题设计的仿真154.1 仿真软件介绍154.1.1 Proteus仿真软件介绍154.1.2 Keil仿真软件介绍164.2 课题设计仿真实现184.3 软件调试225、 总结及体会236、
3、参考文献241、 课题设计的背景随着城市化的进展和经济的快速发展，大城市人口高度集中并大幅度增长，同时汽车越来越普及，交通需求迅速扩大，而道路交通基础设施建设的发展相对滞后。城市交通需求与供给之间的矛盾越来越突出，城市“乘车难”、“行车难”的局面在加剧，交通堵塞呈现出点到线，由线到面的扩展趋势，交通拥挤、交通延误、交通堵塞以及由此引起的噪音、废气污染，城市空气质量指数的严重跌落严重影响着居民的正常生活以及社会经济的持续、健康发展。而与出租车和私家车相比，公交车人均占道面积少、成本低、运载能力高，同时它的通行路线覆盖面广，在缓解交通拥堵，节能减排方面都有较好的作用，因此很多城市建议人们出门乘坐公
4、交车0。然而，大家乘坐公交车都知道，由于公交车上人多，有些吵杂，难免会坐过站，当然，经常是下错站。这样以来，有可能造成一些不必要的损失，个人利益不能得到很好的保护。基于此，我选择了这个课题-公交车的报站系统设计。目前语音报站器技术主要有以下四种0：1) 手动语音报站器。这类控制器是由乘务人员按动进站按钮开始报站，出站时，由乘务人员按下出站按钮，开始预报下站的站名，通过序号来记录各个站点；2) 门控语音报站器。它是将开门，关门时转换信号和语音报站器连接，开门和关门时自动报站；3) 无线信标语音报站器0。它是在每个公交车站点设置发射信标点，公交车临近到站点左右会收到信标信号，开始自动报站，出站后信
5、号消失，开始预报下一站，此报站器报站准确，但需要为每个站点组建无线发射信标，建设复杂、费用高，大部分站点无电源供应，公交车数量多时存在频率干扰问题，而且较严重，用户修改站点非常不方便，系统维护成本高。GPS自动语音报站器0。此报站器是在公交车上安装GPS自动语音报站器，自动识别站点并报告站点信息。从技术层面讲，此方案从原理上解决了可靠性低的问题，问题是如何把一个先进的原理性的技术成果转化成为“产品化”的产品，还存在一些不足，如：把要报站的语音内容事先固化到语音芯片中，这种设计在很多应用中普遍采用，但就这个项目而言，却十分不合理，因为它有悖于“通用化”设计原则。其次，把显示屏要显示的报站内容也事
6、先固化到车载控制系统内，从用户角度看，通过有线的串行口配置或更新一个已经安装完成的“移动式”的车载设备谈何容易。由于各方面的原因，在本公交车报站系统中，我选择第一种。不过为了更节约资源，不铺张浪费，能够大范围的使用，低成本的解决问题，不采用语音报站，而是用单片机上的蜂鸣器，通过“嘀”声提醒来代替。本设计主要采用人工按键的操作方式，当公交车到达某一站是，乘务人员只需要按动按键，就可以使单片机的蜂鸣器发出“嘀”声提醒，同时，LCD液晶显示屏上显示本站名称。并且又有下站名称的显示，人们也能看到下站的名称，从而做好下车准备。342、 课题设计方案制定 2.1 课题设计的原理AT89C51是一种带4 K
7、B闪烁可编程可擦除只读存储器(Flash Programmable and Erasable Read Only Memory，FPEROM)的低电压、高性能CMOS型8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL公司高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，能够进行1 000次写擦循环，数据保留时间为10年。他是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。因此，在智能化电子设计与制作过程中经常用到AT89C51芯片。其主要参数及引脚图及其功能如下：主要性能参数：1）与MCS-5
8、1产品指令系统完全兼容2）4k字节可重擦写Flash闪速存储器3）1000次擦写周期4）全静态操作：0Hz24MHz5）三级加密程序存储器6）128*8字节内部RAM7）32个可编程I /O口线8）低功耗空闲和掉电模式 9）6个中断源AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash 存储器单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案
9、。 图1 AT89C51 引脚图 AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。管脚说明：VCC:供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏极开路双向1/0口，每脚可吸收8TTL门流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在Flash编程时
10、,P0口作为原码输入口,当FLASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高. P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接出4TTTL门电流.P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故.在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。 P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时，P2口管脚被外部拉底，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储
11、器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在Flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0 RXD （串行输入口）P3.1 TXD （串行输出口）P3.2
12、/INT0 (外部中断0 )P3.3 /INT1 （外部中断1）P3.4 T0 （记时器0外部输入）P3.5 T1 （记时器1外部输入）P3.6 /WR （外部数据存储器写选通）P3.7 /RD （外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在Flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用做对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而
13、要注意的是：每当用做外部存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET：当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储
14、器。在Flash编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1： 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2： 来自反向振荡器的输出。0在对AT89C51的理解基础上，使用其上的蜂鸣器，以及利用LCD显示模块，设计公交车到站提示及下车准备系统。 2.2 课题设计的技术方案本公交报站系统工作原理为公交车每到一站，乘务人员通过按键中断的方式让报站器播报当前站名和下一站站名，提醒乘客到车下车，下一站下车的乘客做好下车准备，这样方便了乘客使其不至错过了车站；并带有LCD 显示系统，告知乘客当前的站点。 在本次设计中，系统由以下几部分电路构成：单片机主控电路、语音录放电路、液晶显示电路、按键电路、复位电路。采用AT89C51单片机作为主控芯片，利用ISD4004数码语音芯片实现语音报站，显示采用LCD1602，键盘采用通用按键开关，简单易行且控制方便。图Error! No text of specified style in document.1是整一个系统构成框图0。液晶显示器
